(Phys.org) —Los investigadores de ingeniería de la Universidad de Arkansas han logrado la mayor eficiencia jamás obtenida en una celda solar de 9 milímetros cuadrados hecha de arseniuro de galio. Después de cubrir las células del tamaño de un gemelo con una fina capa de óxido de zinc, el equipo de investigación alcanzó una eficiencia de conversión del 14 por ciento.

Una pequeña serie de estas celdas, de nueve a 12, genera suficiente energía para pequeños diodos emisores de luz y otros dispositivos. Pero la modificación de la superficie se puede ampliar, y las celdas se pueden empaquetar en grandes conjuntos de paneles para alimentar dispositivos grandes como hogares, satélites o incluso naves espaciales.

El equipo de investigación dirigido por Omar Manasreh, profesor de ingeniería eléctrica, publicó sus hallazgos en Letras de física aplicada y la edición de abril de 2014 de Materiales de energía solar y células solares .

Una alternativa al silicio, El arseniuro de galio es un semiconductor que se utiliza para fabricar circuitos integrados, diodos emisores de luz y células solares. La modificación de la superficie, logrado a través de una síntesis química de películas delgadas, nanoestructuras y nanopartículas, suprimió el reflejo del sol para que la célula pudiera absorber más luz. Pero incluso sin el revestimiento de la superficie, los investigadores pudieron lograr una eficiencia del 9 por ciento manipulando el material huésped.

"Queremos aumentar la eficiencia de las celdas pequeñas, "dijo Yahia Makableh, estudiante de doctorado en ingeniería eléctrica. "Con este material específico, el máximo teórico es el 33 por ciento de eficiencia, así que tenemos trabajo que hacer. Pero estamos progresando. La belleza del óxido de zinc es que es barato, no tóxico y fácil de sintetizar ".

Makableh dijo que la modificación de la superficie también podría aplicarse a otras células solares, incluidos los hechos de puntos cuánticos de arseniuro de indio y arseniuro de galio. Las células solares hechas de estos materiales pueden lograr una eficiencia de conversión del 63 por ciento, lo que los haría ideales para el desarrollo futuro de células solares.

Makableh utilizó equipos e instrumentación en el Laboratorio de Investigación de Optoelectrónica de la Facultad de Ingeniería, que está dirigido por Manasreh. Los investigadores en el laboratorio cultivan y funcionalizan semiconductores, revestimientos antirreflejos nanoestructurados, Superficies autolimpiantes y nanopartículas metálicas para su uso en células solares. Su objetivo final es fabricar y probar dispositivos fotovoltaicos con una mayor eficiencia de conversión de energía solar.

Manasreh se centra en las propiedades optoelectrónicas experimentales y teóricas de los semiconductores, superredes, nanoestructuras y dispositivos relacionados.